FR2509203A1 - PROCESS FOR PRODUCING A TUBULAR ELBOW - Google Patents
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Abstract
PROCEDE DE FABRICATION D'UN COUDE TUBULAIRE PAR LAMINAGE D'UNE BRAME AFIN D'OBTENIR UN FEUILLARD OU UNE TOLE, PAR DRESSAGE DU FEUILLARD OU DE LA TOLE, PAR CINTRAGE OU ROULAGE POUR EN FAIRE UN TUBE ROULE, PAR SOUDURE DE LA FENTE DU TUYAU ROULE ET PAR CINTRAGE AUTOUR D'UN AXE PERPENDICULAIRE OU A PEU PRES PERPENDICULAIRE PAR RAPPORT A L'AXE DU TUBE, LE TUBE ETANT CHAUFFE SUR LA LONGUEUR DE L'ARC DE FACON A DEVENIR PROGRESSIVEMENT UNE PORTION D'ANNEAU ET ETANT PRESSE DANS UNE DOUBLEUSE PAR UNE PRESSION AXIALE. L'INVENTION EST REMARQUABLE EN CE QUE POUR LA FABRICATION DU TUBE ROULE, ON PART D'UN FEUILLARD OU D'UNE TOLE 1, DONT L'EPAISSEUR VARIE DE FACON CONTINUE, POUR PRESENTER DES LIGNES LONGITUDINALES DE GRANDE ET DE PETITE EPAISSEUR DE PAROI, QUI SONT DISPOSEES EN REGARD L'UNE DE L'AUTRE APRES FORMATION DU TUBE.PROCESS FOR MANUFACTURING A TUBULAR ELBOW BY ROLLING A SLAB IN ORDER TO OBTAIN A STRIP OR SHEET, BY DRESSING OF THE STRIP OR SHEET, BY BENDING OR ROLLING TO MAKE A ROLLING TUBE, BY WELDING THE SLOT PIPE ROLLS AND BENDING AROUND AN AXIS PERPENDICULAR OR NEARLY PERPENDICULAR FROM THE AXIS OF THE TUBE, THE TUBE BEING HEATED OVER THE LENGTH OF THE ARC SO AS TO BECOME A GRADUALLY A PORTION OF A RING AND BEING PRESSED IN A DOUBLE MACHINE BY AN AXIAL PRESSURE. THE INVENTION IS REMARKABLE IN THAT FOR THE MANUFACTURE OF THE ROLL TUBE, WE START FROM A STRIP OR A SHEET 1, THE THICKNESS OF WHICH VARIED CONTINUOUSLY, TO PRESENT LONGITUDINAL LINES OF LARGE AND SMALL WALL THICKNESS , WHICH ARE ARRANGED AT EACH OTHER AFTER FORMING THE TUBE.
Description
La présente invention concerne un procédé pour fabriquer un coudeThe present invention relates to a method for manufacturing an elbow
tubulaire roulé et soudé par laminage d'une tubular rolled and welded by rolling a
brame afin d'obtenir un feuillard ou une tôle, par dres- slab to obtain a strip or sheet, by dres-
sage du feuillard ou de la tôle, par cintrage ou roule- sheet or sheet metal, by bending or rolling
ment pour en faire un tuyau roulé, par soudure de la fente et par cintrage autour d'un axe perpendiculaire ou à peu près perpendiculaire par rapport à l'axe du tube, le tube étant chauffé sur la longueur de l'arc afin de devenir progressivement un anneau et étant pressé dans to form a rolled pipe, by welding the slot and bending around an axis perpendicular or approximately perpendicular to the axis of the tube, the tube being heated along the length of the arc to become gradually a ring and being squeezed into
une "doubleuse" à l'aide d'une pression axiale. a "doubler" using axial pressure.
Des coudes tubulaires fabriqués de cette façon ont sur la face interne une épaisseur plus grande et sur la face externe une épaisseur plus faible qu'un tube ordinaire à épaisseur de paroi égale Le phénomène est provoqué par compression sur la face interne et par étirement sur la face externe et est généralement considéré comme un défaut, étant donné que la résistance du coude est celle Tubular bends made in this way have a greater thickness on the inner side and a smaller thickness on the outer side than an ordinary tube with an equal wall thickness. The phenomenon is caused by compression on the inner face and by stretching on the inside. external face and is generally considered a defect, since the resistance of the elbow is the
de la paroi la plus mince.the thinnest wall.
L'objet de la présente invention est de fabriquer un coude The object of the present invention is to manufacture an elbow
tubulaire avec un diamètre qui reste le même et une ré- tubular with a diameter that remains the same and a
partition de l'épaisseur de paroi telle que celle-ci garde une résistance optimale Et particulièrement l'épaisseur de paroi du coude terminé doit rester la partition of the wall thickness such that it retains optimum strength And especially the wall thickness of the completed elbow must remain the
même sur tout le périmètre du tube De plus, l'emplace- even over the entire perimeter of the tube In addition, the location
ment de la soudure longitudinale du tuyau est important pour la résistance L'invention a également pour objet de permettre de fabriquer de façon simple un produit semi-fini de telle sorte que le cordon de soudure puisse se trouver à n'importe quel endroit désiré de la section The invention also aims to enable a semifinished product to be manufactured in a simple manner so that the weld seam can be at any desired point in the process. the section
transversale du tube.transverse of the tube.
Pour résoudre ce problème, on fait en sorte que pour la fabrication du tube roulé, on part d'un feuillard ou d'une tôle, dont l'épaisseur varie de façon continue pour présenter des lignes longitudinales de grande et de petite épaisseurs de paroi, qui sont disposées en regard l'une de l'autre après formation du tube Grâce à ce To solve this problem, it is ensured that for the manufacture of the rolled tube, it starts from a sheet or sheet, the thickness of which varies continuously to present longitudinal lines of large and small wall thicknesses , which are arranged facing each other after forming the tube.
procédé, il est possible de fabriquer des coudes tubu- process, it is possible to make tubular elbows
laires sans compression, ni étirement Si, par exemple, par pliage, on courbe un tube droit de façon que sa plus faible épaisseur de paroi se trouve du côté de l'axe de courbure, qui est perpendiculaire à l'axe du tube, on peut fabriquer, en déterminant de façon appropriée la variation de l'épaisseur de paroi, un coude à épaisseur Without compression or stretching If, for example, by bending, a straight tube is bent so that its smallest wall thickness is on the side of the axis of curvature, which is perpendicular to the axis of the tube. can manufacture, by appropriately determining the variation of the wall thickness, a thick bend
de paroi constante.constant wall.
La détermination correcte des parois à épaisseur variable The correct determination of the walls with variable thickness
dépend du rapport entre l'épaisseur moyenne et le dia- depends on the relationship between the average thickness and the di-
mètre du tube d'une part et du rapport entre le dipmètre du tube et le rayon de cintrage d'autre part En général, pour une épaisseur de paroi moyenne, l'épaississement de la paroi épaisse est plus grand que l'amincissement meter of the tube on the one hand and of the ratio between the dipmeter of the tube and the bending radius on the other hand In general, for an average wall thickness, the thickening of the thick wall is greater than the thinning
de la paroi mince.thin wall.
Si l'on fabriquait un coude tubulaire de même résistance par un procédé de fabrication habituel, il faudrait un tube droit présentant une épaisseur de paroi beaucoup plus importante La résistance du coude est dans ce cas principalement celle de l'épaisseur de paroi de la face externe Le coude réalisé grace à cette invention est avantageux à plusieurs points de vue Il est moins lourd, If a tubular bend of the same strength was made by a usual manufacturing process, a straight tube with a much greater wall thickness would be required. In this case, the resistance of the bend is mainly that of the wall thickness of the face. external The elbow made with this invention is advantageous in many ways It is less heavy,
en particulier, il évite un poids inutile pour la résis- in particular, it avoids unnecessary weight for the resistance
tance du coude Un tel tube avec une épaisseur moyenne de paroi plus faible nécessite moins d'énergie pour la pression et le chauffage du tube lors du cintrage Par Such a tube with a lower average wall thickness requires less energy for the pressure and heating of the tube during bending.
suite, il est possible, pour une machine donnée, de fa- it is possible, for a given machine, to
briquer des plus gros coudes, ce qui contribue à rendre la fabrication meilleur marché La technologie est de plus favorablement concernée par la présente invention, car il devient possible de produire un coude tubulaire to bend larger elbows, which contributes to making the manufacture cheaper The technology is further favorably affected by the present invention, as it becomes possible to produce a tubular bend
de même résistance avec un rayon de cintrage plus petit. the same resistance with a smaller bending radius.
L'emplacement de la soudure sur la section transversale, dans la mise en oeuvre de la présente invention, peut être choisi librement en dépit de l'épaisseur de paroi variable. Avantageusement, pour mettre en oeuvre le procédé selon The location of the weld on the cross-section, in the practice of the present invention, may be chosen freely despite the varying wall thickness. Advantageously, to implement the process according to
l'invention, deux brames pré-profilées de façon appro- the invention, two slabs pre-profiled in an appro-
priée sont façonnées de façonsà avoir des profils iden- are shaped in such a way as to have identical profiles
tiques ou symétriques et sont laminées par des rouleaux ticks or symmetrical and are rolled by rollers
cylindriques dans une position pour laquelle elles re- cylinders in a position for which they are
posent l'une sur l'autre par leurs surfaces profilées en poses on each other by their profiled surfaces in
regard et interposition d'un séparateur. look and interposition of a separator.
En variante, la variation continue d'épaisseur du feuil- As a variant, the continuous variation of the thickness of the film
lard ou de la tôle est obtenue par laminage à chaud. Bacon or sheet is obtained by hot rolling.
Dans ce dernier cas, la variation d'épaisseur continue In the latter case, the continuous thickness variation
peut être produite dans le sens du laminage par le ré- can be produced in the direction of rolling by
glage de la fente de laminage entre des rouleaux cylin- of the rolling slot between cylindrical rollers
driques ou bien en travers du sens de laminage par un profilement spécial des rouleaux de laminage La première de ces méthodes est utilisable de façon universelle, or across the direction of rolling by a special profile of the rolling rolls The first of these methods is universally usable,
mais limitée en fonction de la largeur de la table de la- but limited according to the width of the table of-
minoir à des longueurs de coudes courtes ou moyennes. at short or medium elbow lengths.
L'autre méthode est plus souple d'emploi en ce qui concer- The other method is more flexible in terms of
ne les mesures; par contre, plus le diamètre du tube do the measurements; on the other hand, more the diameter of the tube
augmente, plus il faut un outillage important et peut- increases, more important tools are needed and perhaps
être même l'usinage d'outils spéciaux propres à cette fabrication. Le dressage du feuillard ou de la tôle est une opération particulière à laquelle on n'a pu renoncer, ni jusqu'à maintenant ni après la présente proposition Bien que le even the machining of special tools specific to this manufacture. Strapping of sheet metal or sheet metal is a special operation which has not been abandoned, neither until now nor after the present proposal.
dressage d'un feuillard ou d'une tôle à épaisseur varia- dressing of a sheet or sheet of varying thickness
ble puisse apparaître difficile et impossible au premier coup d'oeil, il peut être réalisé de façon simple du fait qu'une autre pièce identique ou opposée, destinée may appear difficult and impossible at first glance, it can be realized in a simple way because another identical or opposite
à la fabrication de tuyaux coudés ou une pièce fabri- to the manufacture of bent pipes or a piece
quée exprès, identique ou opposée, qui n'était pas des- express, identical or opposite, which was not
tinée à l'origine à la fabrication de-tuyaux coudés, est Originally designed for the production of bent pipes,
assemblée avec le feuillard ou la tôle à épaisseur va- assembled with the strap or sheet metal
riable et le tout est dressé ensemble. and the whole thing is drawn together.
La présente invention permet de répartir la variation continue d'épaisseur du feuillard ou de la tôle de telle manière que l'on peut choisir n'importe o l'emplacement de la soudure longitudinale sur la coupe transversale du coude Dans le cas d'une soudure à l'extérieur ou à l'intérieur du coude, on utilise des feuillards tels que la variation continue d'épaisseur présente un profil symétrique par rapport à l'axe longitudinal du feuillard ou de la tôle, et la largeur du feuillard ou de la tôle correspond au périmètre du tube La ligne longitudinale de plus grande et de plus petite épaisseur se trouve au The present invention makes it possible to distribute the continuous variation in the thickness of the strip or sheet so that the location of the longitudinal weld on the cross section of the elbow can be chosen anywhere. welding outside or inside the bend, strips such as the continuous variation in thickness have a symmetrical profile with respect to the longitudinal axis of the strip or sheet, and the width of the strip or the sheet corresponds to the perimeter of the tube The longitudinal line of greater and smaller thickness is at
milieu du feuillard ou de la tôle L'autre ligne corres- the middle of the strip or sheet metal The other line corresponds to
pondante de chaque tube coïncide avec les bords libres of each tube coincides with the free edges
et la soudure.and welding.
Si la soudure n'est pas sur la face externe ni sur la If the weld is not on the outside or on the
face interne du coude, les lignes de grande et de fai- inner side of the elbow, the lines of large and
ble épaisseur du feuillard ou de la tôle utilisé ne coïncident pas avec les bords libres En général, les deux parties du feuillard ou de la tôle desquelles les lignes longitudinales de grande et de petite épaisseurs The thickness of the strip or sheet used does not coincide with the free edges. In general, the two parts of the strip or sheet from which the longitudinal lines of large and small thicknesses
de paroi proviennent, se trouvent à des distances iné- of wall originate, are at
gales de leurs bords longitudinaux et la largeur du their longitudinal edges and the width of the
feuillard ou de la tôle correspond au périmètre du tube. strip or sheet corresponds to the perimeter of the tube.
Dans le cas spécial o la soudure se trouverait dans ce qu'on appelle la fibre neutre du coude, les deux parties du feuillard ou de la tôle avec la grosse et la petite épaisseur de paroi, et d'o proviennent les lignes longitudinales, se trouvent à des distances égales des bords longitudinaux et la largeur du feuillard ou de la In the special case where the weld is found in what is called the neutral fiber of the elbow, the two parts of the strip or sheet with the coarse and the small wall thickness, and where the longitudinal lines originate, at equal distances from the longitudinal edges and the width of the strip or
tôle correspond au périmètre du tube. sheet corresponds to the perimeter of the tube.
Dans ce dernier cas, la variation d'épaisseur continue présente un profil en S qui est symétrique vers la mi- largeur Ce profil est particulièrement intéressant pour le dressage, car un paquet peut ainsi être formé, chaque tôle ou morceau de feuillard suivant pouvant être rabattu en tournant suivant un angle de 1800 et être posé sur la pièce précédente Ceci correspond au premier des quatre In the latter case, the continuous thickness variation has an S profile which is symmetrical towards the half width This profile is particularly interesting for the dressing, because a package can thus be formed, each sheet or piece of strip following which can be folded by turning at an angle of 1800 and be placed on the previous piece This corresponds to the first of four
cas mentionnés ci-dessus.cases mentioned above.
Avantageusement, l'invention est de plus remarquable en ce qu'on part d'un feuillard ou d'une tôle d'une largeur de une fois à une fois et demie la largeur nécessaire à Advantageously, the invention is also remarkable in that one starts from a strip or sheet of a width of once to one and a half times the width necessary to
la fabrication du tuyau roulé soudé, en ce que la varia- the manufacture of welded rolled pipe, in that the variation
tion continue d'épaisseur est cyclique, et, pour une lar- continuous thickness is cyclic, and for a long time
geur de une fois et demie la largeur du tuyau, se répète jusqu'à un demicycle et en ce qu'après le dressage du one and a half times the width of the pipe, repeats itself until a half-cycle, and after
feuillard ou de la tôle, une bande de largeur correspon- sheet or sheet metal, a strip of corresponding width
dant à la largeur superflue, soit jusqu'à une demi-largeur de feuillard ou de tôle, est éliminée Cela suppose par exemple lors du laminage avec des rouleaux profilés, que width of the width, that is to say half a width of strip or sheet, is eliminated. This presupposes, for example, when rolling with profiled rollers, that
toutes les positions désirées du cordon de soudure peu- all the desired positions of the weld seam can
vent être obtenues sur la largeur du feuillard ou de la tôle La partie inutilisée ainsi élimine offre une valeur marchande souvent plus intéressante que les innombrables The unused part thus eliminates offers a market value which is often more interesting than the innumerable
largeurs de tôle ou de feuillard.widths of sheet metal or strip.
Les conditions précédentes peuvent, par exemple, être obtenues du fait que les rouleaux présentent sur leur The preceding conditions can, for example, be obtained because the rollers have on their
largeur un profil avec une répétition de jusqu'à un demi- width a profile with a repetition of up to a half
cycle et que le feuillard ou la tôle de largeur corres- cycle and that the strip or sheet of width
pondant au périmètre du tube sont laminés sur des profils laying at the perimeter of the tube are rolled on profiles
de rouleaux avec guidage latéral.of rollers with lateral guidance.
Enfin, on peut aussi prévoir plusieurs profils, de sorte que le feuillard ou là tôle soit laminé sur toute sa Finally, it is also possible to provide several profiles, so that the strip or sheet metal is laminated on all its
largeur, et coupé avant ou après le dressage Cette mo- width, and cut before or after training.
dification et toutes les autres variantes possibles de la présente invention pour fabriquer des tôles identi- and all other possible variants of the present invention for producing identical plates.
ques ou différentes avec épaisseur variable pour la fa- different or different thicknesses for the
brication des tubes fendus à partir d'une brame ou d'une cracked tubes from a slab or a
tôle ou d'un feuillard laminé sont comprises dans le do- sheet metal or rolled strip are included in the
maine de la présente invention.maine of the present invention.
Les figures 1 à 3 montrent schématiquement un exemple de Figures 1 to 3 show schematically an example of
réalisation de la présente invention. embodiment of the present invention.
La figure 1 est une coupe transversale d'une tôle pour FIG. 1 is a cross-section of a sheet for
la mise en oeuvre de l'invention.the implementation of the invention.
La figure 2 est une vue de dessus d'un coude. Figure 2 is a top view of a bend.
La figure 3 correspond à la coupe transversale du milieu Figure 3 corresponds to the cross section of the medium
du coude selon la ligne III-III de la figure 2. elbow along the line III-III of Figure 2.
Les figures 2 et 3 montrent un coude de tuyau à épaisseur de paroi constante sur tout son périmètre et présentant une ligne de soudure située à peu-près dans la zone de cintrage neutre La tôle 1 de la figure 1 servant à la fabrication de tuyaux fendus est fabriquée de la façon mentionnée ci-dessus et présente sur ses deux bords 2 et FIGS. 2 and 3 show a pipe bend having a constant wall thickness over its entire perimeter and having a weld line located approximately in the neutral bending zone. The sheet 1 of FIG. 1 used for the production of split pipes. is manufactured in the manner mentioned above and has on both its edges 2 and
3 une épaisseur 4 identique.3 an identical thickness 4.
La tôle 1 a, au milieu de sa section, la même épaisseur 4. The sheet 1 has, in the middle of its section, the same thickness 4.
La moitié gauche est plus mince et deviendra la face in- The left half is thinner and will become the opposite side.
terne du coude, la moitié droite est plus épaisse et de- dull of the elbow, the right half is thicker and
viendra la face externe de celui-ci La variation d'épais- will come the outer face of it The variation of thick-
seur, selon le diamètre du tube et le rayon de cintrage, depending on the diameter of the tube and the bending radius,
est de l'ordre de 1/5 de l'épaisseur moyenne de la tôle. is of the order of 1/5 of the average thickness of the sheet.
La différence par rapport à l'épaisseur de paroi moyenne peut être plus forte sur la moitié gauche (plus mince) The difference from the average wall thickness may be stronger on the left half (thinner)
que sur la moitié droite (plus épaisse). only on the right half (thicker).
Avec la tôle, on fait un tuyau roulé formé de telle sor- With the sheet is made a rolled pipe formed of such
te que les bords 2 et 3 viennent en regard La section du tube est fermée avec, par exemple, une soudure à l'arc 5 Selon les nécessités du travail, on procède, le cas échéant, à une finition du cordon de soudure et As the edges 2 and 3 are facing the section of the tube is closed with, for example, an arc welding 5 According to the requirements of the work, it is proceeded, if necessary, a finishing of the weld bead and
à un recuit.at an annealing.
Le tube arrive ensuite au dispositif de cintrage et est dressé et cintré en fonction de l'épaisseur de paroi et du cordon de soudure 5 Dans l'exemple de la figure 2, le cintrage se fait autour d'un axe perpendiculaire au plan de la figure et dans la figure 3 autour d'un axe contenu dans le plan de la figure L'épaisseur de paroi 6 de la face externe du coude a diminué par rapport à The tube then arrives at the bending device and is erected and bent according to the wall thickness and the weld bead. In the example of FIG. 2, the bending is around an axis perpendicular to the plane of the bend. Figure and in Figure 3 about an axis contained in the plane of the figure The wall thickness 6 of the outer face of the elbow has decreased compared to
l'épaisseur de tôle sur le côté droit de la figure 1. the sheet thickness on the right side of Figure 1.
En même temps, l'épaisseur de paroi 7 sur la face interne du coude a augmenté par rapport à l'épaisseur de tôle sur le côté gauche de la figure 1 Le cordon de soudure 5 n'a pratiquement pas subi de modification d'épaisseur de paroi, de sorte que l'épaisseur-de paroi tout le long du périmètre du tuyau est constante, comme il est montré At the same time, the wall thickness 7 on the inner face of the bend has increased with respect to the sheet thickness on the left side of FIG. 1. The bead 5 has hardly undergone any thickness modification. wall thickness, so that the wall thickness all along the perimeter of the pipe is constant, as shown
dans cet exemple.in this example.
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